JP4952719B2 - 歯車ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、特に建設機械、車両用油圧機械等に適用可能な、歯車ポンプに関するものである。

従来、図７及び図８に示すように、駆動歯車Ｘ６１と従動歯車Ｘ６２とを噛合わせてなる歯車対Ｘ６と、この歯車対Ｘ６を収納するめがね穴Ｘ４ａを備えたボディＸ４、及びこのボディＸ４の前方ないし後方を被覆するカバーＸ３，Ｘ５を有しこれらを固定用ボルトＸ８により接続してなるケーシングＸ２とを具備する歯車ポンプＸ１が、建設機械、車両用油圧機械等の油圧供給源として広く用いられてきている。この歯車ポンプＸ１は、前記めがね穴Ｘ４ａに連通する低圧側流路口Ｘ４３から作動液を駆動歯車Ｘ６１と従動歯車Ｘ６２との間の空間に供給し、高圧側流路口Ｘ４１から吐出させる機能を有する。

近年、このような歯車ポンプＸ１の高圧側に、リリーフ弁や流量制御弁等のバルブを取り付ける要望が存在する。その際、高圧側に取り付けたバルブから低圧側への配管が必要な場合があり、このような配管はこの歯車ポンプＸ１の外部に設けることが多い。
特開２００３−３３６５８３号公報

しかし、高圧側にバルブを取り付けた際、歯車ポンプＸ１の外部に上述した配管を設けると、継手や配管パイプ等が必要となり、さらにこの歯車ポンプＸ１近傍に継手や配管パイプ等を設けるためのスペースを確保する必要がある。そこで、この課題を解決すべく、歯車ポンプＸ１内に、バルブから低圧側ポートまでを連通する連通路を設けることが考えられる。

ところが、ボディＸ４のめがね穴Ｘ４ａと前記ボルトＸ８との間の部分、すなわちめがね穴Ｘ４ａに対応する前後方向位置にこのような連通路を設けると、ボディＸ４のめがね穴Ｘ４ａ近傍の部位が極度に薄肉となり、めがね穴Ｘ４ａが受ける油圧に対する強度が十分得られなくなる別の不具合が発生する。

本発明は、上記課題を解決すべく構成するものである。

すなわち、本発明に係る歯車ポンプは、駆動歯車と従動歯車とを噛合させてなる１又は複数の歯車対と、この歯車対を収納するケーシングとを具備し、前記ケーシングが、前記歯車対を収納するめがね穴、このめがね穴に連通し前記歯車対を構成する歯車を枢支する軸を挿通させてなる軸受穴、前記めがね穴に連通し低圧の作動液を吸入する低圧側ポート、前記めがね穴に連通し高圧の作動液を排出する高圧側ポート、及びこの高圧側ポート近傍に設けられバルブを取り付け可能なバルブ取付部を有するボディと、このボディの前方又は後方のうち少なくとも一方に設けられ前記めがね穴を閉塞するカバーとを具備するものであって、前記ボディが、前記めがね穴を設けた部位より厚肉な部位で、前記軸受穴に対して該軸受穴に支持させている軸が液圧により受ける作用の向きと略反対側に前記バルブ取付部から低圧側ポートまでを連通する戻り通路をさらに有することを特徴とする。

このようなものであれば、ボディの前記軸受穴を設けた部位は前記めがね穴を設けた部位よりも厚肉であるため、戻り通路を設けてもボディの強度は大きく損なわれない。すなわち、ボディの強度を大きく損ねることなく戻り通路を設け、このような歯車ポンプ又はモータを配設する際の部品点数及び取り付けスペースの節減を図ることができる。さらに、ボディのめがね穴周囲の部位を厚肉にして該部位に戻り通路を設ける態様と比較して、ボディ自体を従来のものと比較して厚肉に構成する必要がないため、ボディを製造する際の材料費を節減できる。なお、「前記軸受穴に対応する前後方向位置」とは、前記軸受穴が存在し前記めがね穴が存在しない前後方向位置全般を含む概念である。

本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。

すなわち、本発明によれば、軸受穴に対応する前後方向位置ではボディが比較的厚肉であることを利用し、このような位置に戻り通路を設けることにより、ボディの強度を大きく損ねることなく戻り通路を設け、このような歯車ポンプ又はモータを配設する際の部品点数及び取り付けスペースの節減を図ることができる。さらに、ボディのめがね穴周囲の部位を厚肉にして該部位に戻り通路を設ける態様と比較して、ボディ自体を従来のものと比較して厚肉に構成する必要がないため、ボディを製造する際の材料費を節減できる。

本発明の第１の実施形態における歯車ポンプを示す側面断面図。 同実施形態における歯車ポンプを示す左側面図。 同実施形態における歯車ポンプを示す右側面図。 図１におけるＸ−Ｘ断面図。 本発明の第２の実施形態における歯車ポンプを示す側面断面図。 図５におけるＹ−Ｙ断面図。 従来の歯車ポンプを示す側面断面図。 図７におけるＺ−Ｚ断面図。

符号の説明

１、Ａ１…歯車ポンプ
２、Ａ２…ケーシング
３、Ａ３…フロントカバー
４、Ａ４…ボディ
４ａ、４ｂ…第１、第２のめがね穴
Ａ４ａ…めがね穴
４ｘ、４ｙ、Ａ４ｘ、Ａ４ｙ…軸受穴
４１、４２…第１、第２の高圧側流路口
Ａ４１…高圧側流路口
４３、Ａ４３…低圧側流路口
４４、Ａ４４…バルブ取付部
４５、Ａ４５…戻り通路
５…リアカバー
６、７…第１、第２の歯車対
Ａ６…歯車対

まず、本発明の第１の実施形態を図１及び図２を参照しつつ以下に説明する。

本発明が提供する歯車ポンプ１は、第１及び第２の歯車対６、７を有する二連歯車ポンプである。この歯車ポンプ１は、縦断面図を図１、左側面図を図２、右側面図を図３、図１におけるＸ−Ｘ断面図を図４にそれぞれ示すように、第１の歯車対６は第１の駆動歯車６１と第１の従動歯車６２とを噛み合わせて構成している。一方、第２の歯車対７は第２の駆動歯車７１と第２の従動歯車７２とを噛み合わせて構成している。そして、これら第１及び第２の歯車対６、７を、フロントカバー３、ボディ４、及びリアカバー５からなるケーシング２内に収納している。

より具体的には、前記ボディ４の前後両端部に第１及び第２のめがね穴４ａ、４ｂを設けているとともに、このボディ４の中間部に両歯車対６、７を区分けする中間隔壁４Ｗが形成されている。前記第１のめがね穴４ａとフロントカバー３とで形成される室内には第１の歯車対６を収納していて、前記第２のめがね穴４ｂとリアカバー５とで形成される室内には第２の歯車対７を収納している。また、前記中間隔壁４Ｗには、前記第１及び第２のめがね穴４ａ、４ｂにそれぞれ連通するとともに、第１の駆動歯車６１を枢支する入出力軸６１１及び第２の駆動歯車７１を枢支する軸７１１を挿通させてなる軸受穴４ｘを設けている。また、前記中間隔壁４Ｗには、前記第１及び第２のめがね穴４ａ、４ｂにそれぞれ連通するとともに、第１の従動歯車６２を枢支する軸６２１及び第２の従動歯車７２を枢支する軸７２１をそれぞれ挿通させてなる軸受穴４ｙも設けている。

また、フロントカバー３、及びリアカバー５は、この種の二連歯車ポンプに用いられるものとして周知のものと同様の構成を有する。すなわち、フロントカバー３には、前記入出力軸６１１を挿通させてなる軸受穴３ｘ、及び第１の従動歯車６２を枢支する軸６２１を挿通させてなる軸受穴３ｙを設けている。一方、リアカバー５には、第２の駆動歯車７１を枢支する軸７１１を挿通させてなる軸受穴５ｘ、及び第２の従動歯車７２を枢支する軸７２１を挿通させてなる軸受穴５ｙを設けている。そして、フロントカバー３、ボディ４、及びリアカバー５は、固定用ボルト８により一体的に固定している。なお、前記フロントカバー３と前記入出力軸６１１との間には、オイルシール９１を設けている。

第１の駆動歯車６１は、入出力軸６１１と一体的に形成されている。この入出力軸６１１は、前記フロントカバー３の軸受穴３ｘ内、及び前記ボディ４の軸受穴４ｘ内に配したブッシュ９２によってケーシング２に対して支持されている。第１の従動歯車６２も、軸６２１と一体的に形成されている。この軸６２１は、前記フロントカバー３の軸受穴３ｙ内、及び前記ボディ３の軸受穴４ｙ内に配したブッシュ９２によってケーシング２に対して支持されている。また、第２の駆動歯車７１は、軸７１１と一体的に形成されている。この軸７１１は、第１の駆動歯車６１と同一軸心上にて前記ボディ４の軸受穴４ｘ内、および前記リアカバー５の軸受穴５ｘ内に配したブッシュ９２によってケーシング２に対して支持されている。ここで、この第２の駆動歯車７１を支持する軸７１１は前記入出力軸６１１の軸端に固定していて、従って、第２の駆動歯車７１は第１の駆動歯車６１と同期回転駆動される。さらに、第２の従動歯車７２も、軸７２１と一体的に形成されている。この軸７２１は、第１の従動歯車６２と同一軸心上にて前記ボディ４の軸受穴４ｙ内、および前記リアカバー５の軸受穴５ｙ内に配したブッシュ９２によってケーシング２に対して支持されている。しかし、この第２の従動歯車７２を支持する軸７２１は、第１の従動歯車６２を支持する軸６２１と完全に別体をなし、これら第１の従動歯車６２及び第２の従動歯車７２は、それぞれ第１の駆動歯車６１及び第２の駆動歯車７１により別々に駆動される。

また、ボディ４には、前記図２及び図３に示すように、一側面に第１及び第２の高圧側流路口４１、４２、他側面には低圧側流路口４３を設けている。第１及び第２の歯車対６、７がポンプとして作動するときは、低圧側流路口４３が流入口となり、第１及び第２の高圧側流路口４１、４２が吐出口となる。第１及び第２の高圧側流路口４１、４２は、それぞれ第１の歯車対６を収納する第１のめがね穴４ａ、及び第２の歯車対７を収納する第２のめがね穴４ｂに連通させている。一方、低圧側流路口４３は、前記第１及び第２のめがね穴４ａ、４ｂに連通し前後方向に延伸する接続部４３１と、この接続部４３１の中間から前記他側面に向けて穿設した開口部４３２とからなる。

さらに本実施形態では、ボディ４の前記高圧側流路口４１、４２を設けた一側面に、さらにリリーフ弁に代表されるバルブ（図示略）を取り付け可能なバルブ取付部４４を設けている。そして、このバルブ取付部４４と前記低圧側流路口４３とを連通させるべく、前記軸受穴４ｘ、４ｙと前後位置を一致させて戻り通路４５を設けている。すなわち前記中間隔壁４Ｗに戻り通路４５を設けている。より具体的には、前記開口部４３２から、軸受穴４ｘの軸心からの距離を略一定に保ちつつ前記バルブ取付部４４に達する形状の穴を穿設し、この穴を戻り通路４５としている。

この歯車ポンプ１の作動時には、従来の二連歯車ポンプと同様に、低圧側流路口４３から作動液を第１の駆動歯車６１と第１の従動歯車６２の歯溝、及び第２の駆動歯車７１と第２の従動歯車７２の歯溝にそれぞれ供給し、第１の駆動歯車６１と第１の従動歯車６２の歯溝に供給した作動液を第１の高圧側流路口４１から、また、第２の駆動歯車７１と第２の従動歯車７２の歯溝に供給した作動液を第２の高圧側流路口４２からそれぞれ吐出する。その際、軸受穴４ｘに支持させている入出力軸６１１及び軸７１１は、液圧により図４における右下方に向かう作用を受ける。

そして、前記バルブ取付部４４に取り付けたバルブ（図示略）を作動させた際には、作動液が前記戻り通路４５を経て前記低圧側流路口４３の前記開口部４３２に戻される。

本実施形態にかかる歯車ポンプ１の構成によれば、前記ボディ４の前記めがね穴４ａを設けた部位よりも厚肉な中間隔壁４Ｗに、前記バルブ取付部４４から低圧側ポート４３までを連通する戻り通路４５を前記軸受穴に前後方向位置を一致させて設けているので、戻り通路４５を設けてもボディ４の強度は大きく損なわれない。また、本実施形態では、前記戻り通路を図４における軸受穴４ｘの上方、すなわち軸受穴４ｘに対して該軸受穴４ｘに支持させている入出力軸６１１及び軸７１１が液圧により受ける作用と略反対側に設けているので、この点からも戻り通路４５を設けることによるボディ４の強度の損失は小さい。すなわち、ボディ４の強度を大きく損ねることなく戻り通路４５を設け、このような歯車ポンプ１及びバルブを配設する際の部品点数及び取り付けスペースの節減を図ることができる。さらに、ボディ４のめがね穴４ａ周囲の部位を厚肉にして該部位にリリーフ通路を設ける態様と比較して、ボディ４自体を従来のものと比較して厚肉に構成する必要がないため、ボディ４を製造する際の材料費も節減できる。

次いで、本発明の第２の実施形態を図５及び図６を参照しつつ以下に説明する。

この実施形態にかかる歯車ポンプＡ１は、縦断面図を図５、図５におけるＹ−Ｙ断面図を図６にそれぞれ示すように、１つの歯車対Ａ６と、この歯車対Ａ６を収納しフロントカバーＡ３及びボディＡ４からなるケーシングＡ２とを具備する。前記歯車対Ａ６は第１の駆動歯車Ａ６１と第１の従動歯車Ａ６２とを噛み合わせて構成している。

より具体的には、前記ボディＡ４の前端部にめがね穴Ａ４ａを設けていて、このめがね穴Ａ４ａとフロントカバーＡ３とで形成される空間に歯車対Ａ６を収納している。また、ボディＡ４には、前記めがね穴Ａ４ａに連通するとともに、駆動歯車Ａ６１を枢支する入出力軸Ａ６１１、及び従動歯車Ａ６２を枢支する軸Ａ６２１をそれぞれ挿通させてなる軸受穴Ａ４ｘ、Ａ４ｙを設けている。

また、フロントカバーＡ３は、この種の歯車ポンプに用いられるものとして周知のものと同様の構成を有する。すなわち、フロントカバー３には、前記入出力軸Ａ６１１を挿通させてなる軸受穴Ａ３ｘ、及び従動歯車Ａ６２を枢支する軸Ａ６２１を挿通させてなる軸受穴Ａ３ｙを設けている。そして、フロントカバーＡ３及びボディＡ４は、固定用ボルトＡ８により一体的に固定している。なお、前記フロントカバーＡ３と前記入出力軸Ａ６１１との間には、オイルシールＡ９１を設けている。また、図６において、前記めがね穴Ａ４ａは想像線により示している。

駆動歯車Ａ６１は入出力軸Ａ６１１と一体的に形成されている。この入出力軸Ａ６１１は、ケーシングＡ２に対して、前記フロントカバーＡ３の軸受穴Ａ３ｘ内、及び前記ボディの軸受穴Ａ４ｘ内に配したブッシュＡ９２によって支持されている。一方、従動歯車Ａ６２も軸Ａ６２１と一体的に形成されている。この軸Ａ６２１は、ケーシングＡ２に対し、フロントカバーＡ３の軸受穴Ａ３ｙ内、及び前記ボディＡ４の軸受穴Ａ４ｙ内に配したブッシュＡ９２によって支持されている。

また、ボディＡ４には、一側面に高圧側流路口Ａ４１、他側面には低圧側流路口Ａ４３を設けている。歯車対Ａ６がポンプとして作動するときは、低圧側流路口Ａ４３が流入口となり、高圧側流路口Ａ４１が吐出口となる。高圧側流路口Ａ４１は、前記歯車機構Ａ６を収納するめがね穴Ａ４ａに連通させている。一方、低圧側流路口Ａ４３は、前記めがね穴Ａ４ａに連通し後方に延伸する接続部Ａ４３１と、この接続部Ａ４３１の後端部から前記他側面に向けて穿設した開口部Ａ４３２とからなる。なお、図６において、前記高圧側流路口Ａ４１は想像線により示している。

さらに本実施形態では、ボディＡ４の前記高圧側流路口Ａ４１を設けた一側面に、さらにリリーフ弁に代表されるバルブ（図示略）を取り付け可能なバルブ取付部Ａ４４を設けている。そして、このバルブ取付部Ａ４４と前記低圧側流路口Ａ４３とを連通させるべく、前記軸受穴Ａ４ｘと前後位置を一致させて戻り通路Ａ４５を設けている。より具体的には、前記開口部Ａ４３２から、第１の軸受穴Ａ４ｘの軸心からの距離を略一定に保ちつつ前記バルブ取付部Ａ４４に達する形状の穴を穿設し、この穴を戻り通路Ａ４５としている。

この歯車ポンプＡ１の作動時には、従来の歯車ポンプと同様に、低圧側流路口Ａ４３から作動液を駆動歯車Ａ６１と従動歯車Ａ６２の歯溝に供給し、この空間に供給した作動液を高圧側流路口Ａ４１から吐出する。その際、軸受穴Ａ４ｘに支持させている入出力軸Ａ６１１は、液圧により図６における右下方に向かう作用を受ける。

そして、前記バルブ取付部Ａ４４に取り付けたバルブ（図示略）を作動させた際には、作動液が前記戻り通路Ａ４５を経て前記低圧側流路口Ａ４３の前記開口部Ａ４３２に戻される。

本実施形態にかかる歯車ポンプＡ１の構成では、上述したように、前記ボディＡ４の前記軸受穴Ａ４ｘに前後方向位置を一致させて前記バルブ取付部Ａ４４から低圧側ポートＡ４３までを連通する戻り通路Ａ４５を設けているが、この部位はめがね穴４ａを設けた部位よりも厚肉である。従って、戻り通路Ａ４５の存在によりボディＡ４の強度を大きく損なわれない。また、本実施形態では、前記通路Ａ４５を図６における軸受穴Ａ４ｘの上方、すなわち軸受穴Ａ４ｘに対して該軸受穴Ａ４ｘに支持させている入出力軸Ａ６１１が液圧により受ける作用と略反対側に設けているので、この点からも戻り通路Ａ４５を設けることによるボディＡ４の強度の損失は小さい。すなわち、ボディＡ４の強度を大きく損ねることなく戻り通路Ａ４５を設け、このような歯車ポンプＡ１及びバルブを配設する際の部品点数及び取り付けスペースの節減を図ることができる。さらに、ボディＡ４のめがね穴Ａ４ａ周囲の部位を厚肉にして該部位に戻り通路を設ける態様と比較して、ボディＡ４自体を従来のものと比較して厚肉に構成する必要がないため、ボディＡ４を製造する際の材料費も節減できる。

なお、本発明は以上に述べた第１、第２の実施形態に限られない。

例えば、３対以上の歯車対を有する歯車ポンプに本発明を適用してもよい。

また、２対の歯車対を有する歯車ポンプを、上述した第１の実施形態のような歯車ポンプでなく高圧側流路口及び低圧側流路口を１つずつ有し２対の歯車対の噛み合わせタイミングをずらした位相差歯車ポンプとして構成してももちろんよい。

さらに、上述した第２の実施形態のようにケーシングをフロントカバーとボディとにより構成する代わりに、ボディとリアカバーとによりケーシングを構成し、このケーシングのボディの軸受穴を設けた部位、すなわちめがね穴より前方の部位にリリーフ通路を設けるようにしてもよい。

加えて、バルブ取付部に取り付けるバルブは、リリーフ弁に限らず、流量制御弁等、他の種類のバルブであってももちろんよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してもよい。

本発明を活用すれば、ボディの軸受穴に対応する前後方向位置ではめがね穴に対応する前後方向位置と比較してボディが比較的厚肉であることを利用し、このような位置に戻り通路を設けることにより、ボディの強度を大きく損ねることなく戻り通路を設け、このような歯車ポンプを配設する際の部品点数及び取り付けスペースの節減を図ることができる。さらに、ボディのめがね穴周囲の部位を厚肉にして該部位に戻り通路を設ける態様と比較して、ボディ自体を従来のものと比較して厚肉に構成する必要がないため、ボディを製造する際の材料費を節減できる。

Claims (1)

1. 駆動歯車と従動歯車とを噛合させてなる１又は複数の歯車対と、この歯車対を収納するケーシングとを具備し、前記ケーシングが、前記歯車対を収納するめがね穴、このめがね穴に連通し前記歯車対を構成する歯車を枢支する軸を挿通させてなる軸受穴、前記めがね穴に連通し低圧の作動液を吸入する低圧側ポート、前記めがね穴に連通し高圧の作動液を排出する高圧側ポート、及びこの高圧側ポート近傍に設けられバルブを取り付け可能なバルブ取付部を有するボディと、このボディの前方又は後方のうち少なくとも一方に設けられ前記めがね穴を閉塞するカバーとを具備するものであって、
   前記ボディが、前記めがね穴を設けた部位より厚肉な部位で、前記軸受穴に対して該軸受穴に支持させている軸が液圧により受ける作用の向きと略反対側に前記バルブ取付部から低圧側ポートまでを連通する戻り通路をさらに有することを特徴とする歯車ポンプ。

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